PCBのESD耐性設計を実現する方法

人体、環境、さらには電子機器内部からの静電気は、コンポーネント内部の薄い絶縁層に浸透するなど、精密半導体チップにさまざまな損傷を与える可能性があります。 MOSFETおよびCMOSコンポーネントのゲートの損傷。 CMOSデバイスのトリガーロック。短絡逆バイアスPN接合; 正バイアスPN接合を短絡します。アクティブデバイス内の溶接ワイヤまたはアルミニウムワイヤを溶かします。電子機器への静電放電（ESD）の干渉や損傷をなくすためには、さまざまな技術的対策を講じる必要があります。

間に PCBボード 設計、PCBのESD抵抗は、レイヤリング、適切なレイアウト、および設置によって実現できます。設計プロセス中、ほとんどの設計変更は、予測によるコンポーネントの追加または削除に限定できます。 PCBのレイアウトと配線を調整することにより、ESDを十分に防ぐことができます。ここにいくつかの一般的な注意事項があります。

PCBのESD耐性設計を実現する方法

1.可能な限り多層PCBを使用します。両面PCBと比較して、グランドプレーンと電源プレーン、および信号線とグランド線の間隔が狭いと、コモンモードインピーダンスと誘導結合が減少し、1 / 10〜1 / 100に達する可能性があります。両面PCB。各信号層を電源層または接地層の近くに配置してみてください。上面と下面の両方にコンポーネントがあり、接続が非常に短く、多くのアースが充填されている高密度PCBSの場合は、内部ラインの使用を検討してください。

2.両面PCBの場合、緊密に織り交ぜられた電源と接地グリッドを使用する必要があります。電源コードは地面の隣にあり、垂直線と水平線または充填ゾーンの間にできるだけ接続する必要があります。片側のグリッドサイズは60mm以下、または可能であれば13mm未満でなければなりません。

3.各回路が可能な限りコンパクトであることを確認します。

4.すべてのコネクタをできるだけ脇に置きます。

5.可能であれば、直接のESD損傷を受けやすい領域からカードの中央から電源コードを引き離します。

6、ケースから出ているコネクタの下のすべてのPCB層（ESDに直接ぶつかりやすい）に、幅の広いシャーシまたはポリゴンで満たされた地面を配置し、約13mmの間隔で穴に接続します。

7.カードの端に取り付け穴を配置し、オープンフラックスの上部パッドと下部パッドを取り付け穴の周囲のシャーシのアースに接続します。

8、PCBアセンブリ、上部または下部パッドにはんだを塗布しないでください。ワッシャーが組み込まれたネジを使用して、PCBと金属製のシャーシ/シールドまたは地面のサポートをしっかりと接触させます。

9、シャーシと回路アースの間の各層で、同じ「絶縁ゾーン」を設定します。可能であれば、間隔を0.64mmに保ちます。

10、取り付け穴の位置の近くのカードの上部と下部で、シャーシのアースと回路のアースに沿って100mmごとに、1.27mmの幅の線を合わせます。これらの接続ポイントに隣接して、設置用のパッドまたは取り付け穴がシャーシアースと回路アースの間に配置されます。これらのアース接続は、ブレードで切断して開いたままにするか、磁気ビーズ/高周波コンデンサでジャンプすることができます。

図１１に示すように、回路基板を金属ボックスまたはシールド装置に入れない場合、回路基板シャーシのアース線の上部および下部をはんだ抵抗でコーティングすることができないため、それらをＥＳＤアークプット電極として使用することができる。

12.次の方法で回路の周りにリングを設定します。

（1）エッジコネクタとシャーシに加えて、リングの全周にアクセスします。

（2）すべての層の幅が2.5mmよりも大きいことを確認してください。

（3）穴は13mmごとにリング状に接続されています。

（4）多層回路の環状接地と共通接地を接続します。

（5）金属ケースまたはシールド装置に設置された二重パネルの場合、リングアースは回路の共通アースに接続する必要があります。シールドされていない両面回路はリングアースに接続する必要があります。リングアースはフラックスでコーティングしないでください。これにより、リングアースはESD放電ロッドとして機能し、リングアースと少なくとも0.5mmの幅のギャップがあります（すべてレイヤー）、大きなループを回避できるようにします。信号配線は、リングアースから0.5mm以上離してください。

ESDが直接当たる可能性のある領域では、各信号線の近くにアース線を敷設する必要があります。

14. I / O回路は、対応するコネクタにできるだけ近づける必要があります。

15. ESDの影響を受けやすい回路は、他の回路が特定のシールド効果を提供できるように、回路の中央近くに配置する必要があります。

16は、通常、受信側で直列抵抗または磁気ビーズに配置され、ESDに対して脆弱なケーブルドライバの場合、ドライバ端に直列抵抗または磁気ビーズを配置することも検討できます。

17.トランジェントプロテクターは通常、受信側に配置されます。シャーシの床に接続するには、短い太いワイヤ（幅の5倍未満、できれば幅の3倍未満）を使用します。コネクタからの信号線と接地線は、回路の残りの部分を接続する前に、過渡保護装置に直接接続する必要があります。

18.フィルタコンデンサをコネクタまたは受信回路から25mm以内に配置します。

（1）シャーシまたは受信回路の接続には、短く太いワイヤを使用します（長さは幅の5倍未満、できれば幅の3倍未満）。

（2）信号線とアース線は、最初にコンデンサに接続され、次に受信回路に接続されます。

19.信号線ができるだけ短いことを確認します。

20.信号ケーブルの長さが300mmを超える場合は、アースケーブルを並列に敷設する必要があります。

21.信号線と対応するループの間のループ領域ができるだけ小さいことを確認します。長い信号線の場合、ループ面積を減らすために、信号線と接地線の位置を数センチメートルごとに変更する必要があります。

22.ネットワークの中心から複数の受信回路に信号を駆動します。